CC BY
13
УДК 664 DOI 10.51794/27132064-2022-4-105
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
ПО ПРОИЗВОДСТВУ МОЛОКА
Л.А. Неменущая, старший научный сотрудник ФГБНУ «Росинформагротех» E-mail: nela-21@mail.ru
Аннотация. Рассмотрены перспективные направления ресурсосбережения в молочной отрасли. Обоснована необходимость использования ресурсосберегающих и экологичных технологий производства молока. Отобраны и представлены разработки производственных и научных организаций в данной области. В 2017 году был утвержден отечественный отраслевой справочник ИТС 45-2017 «Производство напитков, молока и молочной продукции», являющийся документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологий, технических и управленческих решений при производстве молочной продукции, в который вошли 33 НДТ для производства молока и молочной продукции; в настоящее время проводится подготовка к его актуализации. В 2019 году в свет вышел актуализированный европейский инженерно-технический справочник по НДТ; в него вошли технологии, которые могут быть перспективны и при обновлении отечественного справочника; в основном, они касаются переработки молока, но имеются несколько разработок для его производства, таких, как использование компьютерных технологий для управления оборудованием перекачки молока и безразборной мойки; сокращение частоты очистки сепараторов; предварительное охлаждение ледяной воды, рециклинг воды. Их практическое применение позволяет значительно сократить потери молока при приемке, перекачке между трубами, при наполнении резервуаров и из-за человеческого фактора;уменьшить загрязнение сточных вод и их количество; экономить около 20% электроэнергии. Представленные результаты анализа показали эффективность этих технологий при их практическом применении на молочной ферме.
Ключевые слова: эффективность, технология, НДТ, производство молока, ресурсосбережение.
Для цитирования: Неменущая Л.А. Ресурсосберегающие технологии для предприятий по производству молока // Техника и технологии в животноводстве. 2022. № 4(48). С. 105-108.
Введение. Ситуация с производством и потреблением молока и молочной продукции в последние годы меняется, появляются новые продукты и технологии, происходит увеличение доли полезных и экологичных продуктов в потребительской корзине населения [1]. Несмотря на сложную экономическую обстановку, в молочной отрасли в 2021 году были отмечены позитивные тенденции - по объемам производства товарного молока в России по сравнению с 2020 годом наблюдался рост, увеличивалась доля племенных животных, росла их продуктивность в сельскохозяйственных предприятиях [2, 3]. Но основные проблемы производителей молока сохранились (нехватка инвестиций, ослабление кадрового потенциала, несовершенная ценовая политика, высокая импортозависи-мость по функционально необходимым компонентам кормов, низкая эффективность производства). Поскольку требования рынка
и контролирующих организаций ставят производителей перед необходимостью непрерывного поиска способов оптимизации и совершенствования технологического процесса, в молочной промышленности отмечается рост интереса владельцев предприятий к модернизации и построению ресурсосберегающего и экологичного производства [4], оптимизировавшего затраты на утилизацию, сокращающего потребление пара, воды, моющих растворов, повышающего эффективность работы оборудования.
Методы и методология. Объектом исследования являлись технологии ресурсосбережения при производстве молока, перспективные решения, предлагаемые европейскими и отечественными исследователями в сфере наилучших доступных технологий молочной отрасли. Задачей исследования являлось: установление ресурсосберегающих направлений развития предприятий по произ-
водству молока; выбор разработок производственных и научных учреждений в данной области, позволяющих повысить ресурсоэф-фективность. В качестве материалов исследования были использованы информационные материалы профильных российских и зарубежных научных организаций и промышленных компаний; интернет-ресурсы. Исследование проводилось с помощью информационно-аналитического мониторинга, анализа и обобщения информации из открытых источников об инновационных решениях в молочном животноводстве.
Результаты исследований и обсуждение. Анализ информационных источников показал, что как в нашей стране, так и за рубежом большое внимание уделяется разработке и внедрению наилучших доступных технологий (НДТ), в том числе и для молочной промышленности [5, 6]. Серьезным образом рассматриваются возможности добиться максимального ресурсосбережения и эффективности при производстве молока. В 2017 году был утвержден отечественный отраслевой справочник ИТС 45-2017 «Производство напитков, молока и молочной про-
дукции», являющийся документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологий, технических и управленческих решений при производстве молочной продукции, в который вошли 33 наилучшие доступные технологии для производства молока и молочной продукции; в настоящее время проводится подготовка к его актуализации.
В 2019 году в свет вышел актуализированный европейский инженерно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям, в него вошли технологии, которые могут быть перспективны и при обновлении отечественного справочника; в основном, они касаются переработки молока, но имеются несколько разработок и для его производства.
В таблице 1 представлены наилучшие доступные технологии, относящиеся к данной сфере и применяемые в Европейском союзе [7, 8]. Требованиям НДТ отвечает и экономное потребление воды в молочном производстве, ведь один из основных загрязнителей окружающей среды в данной отрасли - сточные воды.
Таблица 1. Наилучшие доступные технологии (НДТ) для молочной промышленности ЕС
Название Характеристика Положительный эффект
Использование компьютерных технологий для управления оборудованием перекачки молока и безразборной мойки При управлении С1Р-мойкой с помощью компьютерной системы последняя промывочная вода используется для следующего цикла очистки, устраняются резервные операции, проводится автоматическое дозирование воды и чистящих средств Снижение потерь молока при приемке, полное устранение потерь молока при перекачке между трубами, при наполнении резервуаров и из-за человеческого фактора. Уменьшение загрязнения сточных вод. Автоматическое дозирование приводит к экономии около 15% воды, чистящих и дезинфицирующих средств. Широкому внедрению мешают высокие инвестиционные затраты
Сокращение частоты очистки сепараторов Благодаря совершенствованию процессов предварительной фильтрации и осветления молока, отложения в центробежных сепараторах сводятся к минимуму Снижение потребления воды и загрязнения сточных вод. Применяется на многих молочных заводах Европы
Предварительное охлаждение ледяной воды Применение пластинчатого теплообменника для предварительного охлаждения возвращающейся ледяной воды аммиаком перед окончательным охлаждением в резервуаре-накопителе ледяной воды со змеевико-вым испарителем, поскольку температура испарения аммиака в пластинчатом охладителе выше, чем при использовании испарительного змеевика (-1,5°С вместо -11,5°С) Обеспечивает уменьшение количества энергии, потребляемой для производства ледяной воды. В практике молочной фермы подобная система предварительного охлаждения сэкономила около 20% электроэнергии. Позволяет производить часть ледяной воды, используемой в производственном процессе (и без избыточного отвода теплоты/выбросов в окружающую среду), и нагревать воду без использования теплоты котла (и без выбросов в атмосферу). Можно применять в существующих установках
По оценкам специалистов, возможности рециркуляции воды очень значительны, но при всех их положительных моментах существуют определенные риски и условия, учет и выполнение которых обязательны: контроль гигиенического качества возвращаемой в технологический процесс воды; оценка затрат на очистку; обеспечение технологического процесса полученным объемом воды [7, 8]. В итоге по результатам анализа информационных материалов европейского справочника НДТ к перспективным методам сокращения потребления воды для молочной отрасли можно отнести: повторное применение охлаждающей воды в качестве очищающей; повторное использование горячей воды, полученной из систем охлаждения; рециркуляция охлаждающей воды после электрохимической обработки; использование воды для последней промывки цикла С1Р повторно в качестве первой промывки следующего цикла С1Р; повторное применение воды, полученной в результате обратного осмоса фильтрации сырья; повторное использование сточных вод: после биологической очистки в качестве воды для очистки или охлаждения, а при дополнительной очистке ультрафильтрацией с последующим обратным осмосом - в технологических процессах; после физико-химической очистки - в
биофильтрах и биоскрубберах; после испарения - в технологических процессах; использование промывочной воды после очистки для предварительного ополаскивания и вспомогательных операций; применение в технологических операциях конденсата; оптимизация систем безразборной мойки; переработка дождевой воды; использование восстановленного конденсата повторно в котлах или для очистки оборудования.
К перспективным технологиям в сфере снижения загрязнения сточных вод относятся: установка ловушек для загрязнений в моечном оборудовании и на технических сливах; применение сухого разделения и сбора твердых, полутвердых остатков и отбракованного сырья; фильтрование сточных вод для отделения твердых остатков. Все представленные методы позволят существенно снизить потребление воды и количество сточных вод в молочной отрасли [7, 8]. Как в отечественном ИТС 45-2017, так и в актуализированном европейском справочнике НДТ, значительное место отведено технологиям, обеспечивающим автоматизацию и цифрови-зацию процессов производства молочной продукции. В таблице 2 приведены примеры технологий и оборудования, имеющих опыт практического применения в данной области, в т. ч. и на молочных фермах [1, 8].
Таблица 2. Примеры технологий и оборудования для автоматизации производственных процессов
Название, организация Характеристика Положительный эффект
Системный интегратор автоматизированных систем управления технологическими процессами, ООО «Векас» AVEVA Group plc Разработан комплексный подход для оптимизации моек (программное обеспечение для контроля моек: «EcoStruxure Clean-In-Place Advisor» «Smart-CIP»; датчики контроля биопленок) Обеспечивает высокую производительность, снижение затрат времени на С1Р-мойку, снижение эксплуатационных расходов, улучшение прослеживаемости и качества обслуживания, упрощенные аудиты, ресурсосбережение, уменьшение объема сточных вод и потребления воды
Программное обеспечение, ООО «ПРО-ЛАЙТ» Характеризуется возможностью планирования с учетом конкретной ситуации; интеграции в IT-ландшафт предприятия (ERP/MRP/MES); автоматической настройкой Обеспечивает уменьшение складских запасов и снижение сопутствующих затрат на 20%; сокращение времени планирования на 50%. Экономия рабочего времени. Снижение рисков человеческого фактора. Минимум ошибок и искажений. Снижение материальных потерь
Программное обеспечение, ФГАНУ «ВНИМИ» Разработки в направлении стабилизации пищевых систем, процессовые решения, холодильные цепи с интегрированными элементами цифровых решений, включенные в единую систему отслеживания Оптимизация энергозатрат, повышение качества молока и молочной продукции, сокращение потерь
Выводы. В результате проведенного анализа можно сделать вывод, что широкое внедрение представленных ресурсосберегающих экологичных технологий в молочной отрасли перспективно и позволит вывести ее на новый уровень, будет содействовать не только улучшению экологической составляющей деятельности агропромышленных предприятий, но и положительно скажется на экономической ситуации, обеспечив качественно новый подход к организации хозяйственной деятельности, однако сдерживается необходимостью значительных инвестиций.
Литература:
1. Рябова А.Е. Молочная промышленность России: реалии в историческом контексте. М., 2022. 163 с.
2. Нацдоклад о ходе и результатах реализации в 2021 г. Госпрограммы развития с. х. и регулирования рынков с.-х. продукции, сырья и продовольствия. URL: https://mcx. gov.ru/upload/iblock/60d/60d8f 2347d3eb724 ab9b57c61 a9ac269 pdf?ysclid=l6f2g96kie 386121565
3. Рейтинг производителей молока. URL: https://top. milknews.ru/mllk-productlon
4. Белов А.С. Молочная отрасль 2021. М., 2021. 388 с.
5. Информационно-технический справочник по НДТ ИТС 45-2017. URL: https://rosinformagrotech.ru/images /ndt/its ntd 45-2017 2d610.pdf
6. Анализ состояния производства и применения основного технологического оборудования, эксплуатируемого в случае применения наилучших доступных технологий в пищевой и перерабатывающих отраслях АПК / Федоренко В.Ф. и др. М., 2018. 80 с.
7. Karlis P. Best available techniques reference document for the food, drink and milk industries industrial emission directive 2010/75/eu integrated pollution prevention and control. URL: https://eippcb.jrc.ec.europa .eu/reference
8. Технологическое развитие пищевой и перерабатывающей отраслей при реализации модели экологического нормирования АПК с учетом концепции НДТ / Коноваленко Л.Ю. и др. М., 2022. 136 с.
Literatura:
1. Ryabova A.E. Molochnaya promyshlennost' Rossii: re-alii v istoricheskom kontekste. M., 2022. 163 s.
2. Nacdoklad o hode i rezul'tatah realizacii v 2021 g. Gos-programmy razvitiya s. h. i regulirovaniya rynkov s.-h. produkcii, syr'ya i prodovol'stviya. URL: https://mcx.gov. ru/upload/iblock/60d/60d8f2347d3eb724ab9b57c61a9ac 269.pdf?ysclid=l6f2g96kie 386121565
3. Rejting proizvoditelej moloka. URL: https://top. milk-news.ru/milk-production
4. Belov A.S. Molochnaya otrasl' 2021. M., 2021. 388 s.
5. Informacionno-tekhnicheskij spravochnik po NDT ITS 45-2017. URL: https://rosinformagrotech.ru/images/ndt/ its_ntd_45-2017_2d610.pdf
6. Analiz sostoyaniya proizvodstva i primeneniya osnov-nogo tekhnologicheskogo oborudovaniya, ekspluatirue-mogo v sluchae primeneniya nailuchshih dostupnyh tekh-nologij v pishchevoj i pererabatyvayushchih otraslyah APK / Fedorenko V.F. i dr. M., 2018. 80 s.
7. Karlis P. Best available techniques reference document for the food, drink and milk industries industrial emission directive 2010/75/eu integrated pollution prevention and control. URL: https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference
8. Tekhnologicheskoe razvitie pishchevoj i pererabatyva-yushchej otraslej pri realizacii modeli ekologicheskogo normirovaniya APK s uchetom koncepcii NDT / Kono-valenko L.YU. i dr. M., 2022. 136 s.
THE RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES FOR MILK PRODUCING ENTERPRISES L.A. Nemenuschaya, senior research worker FGBNY "Rosinformagrotech"
Abstract. The dairy industry promising directions of resource saving are considered. The milk production resource-saving and environmentally friendly technologies' using necessity is substantiated. The industrial and scientific organizations' developments in this field are selected and presented. There in 2017, the domestic industry ITS 45-2017 "Producing of beverages, milk and dairy products" directory was approved, which is a document of standardization developing as a result of the analysis of dairy production products' technologies, technical and managerial decisions, including 33 NDT for the milk production and dairy products; currently, presently is preparation for its updating. There in 2019, an updated European engineering-and-technical handbook on NDT was published; it includes technologies that may be promising even at the domestic directory updating; they mainly relate to milk processing, but there are several developments for its production. Such as pumping milk equipment and non-selective washing technology's computer using for controlling; separators' cleaning frequency reducing; ice water pre-cooling, water recycling. Their practical application makes it possible milk losses during acceptance significantly, pumping between pipes, at tanks filling and due to the human factor, as well as wastewater pollution and their quantity to reduce; about 20% of electricity to save. The presented analysis results showed these technologies effectiveness at their practical application on a dairy farm.
Keywords: efficiency, technology, NDT, milk production, resource-saving.
For citation: Nemenuschaya L.A. The resource-saving technologies for milk production enterprises // Machinery and technologies in livestock. 2022. No. 4(48). p. 105-108.
